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Une étude physique montre que des troupeaux de moutons se relaient avec leur chef et atteignent l’intelligence collective

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Une étude physique montre que des troupeaux de moutons se relaient avec leur chef et atteignent l’intelligence collective

Crédit : Luis Gomez-Nava, Richard Boone et Fernando Peruani.

Le mouvement collectif des animaux dans un groupe est un sujet de recherche fascinant pour de nombreux scientifiques. La compréhension de ces comportements collectifs peut parfois inspirer le développement de stratégies pour promouvoir un changement social positif, ainsi que des technologies qui imitent la nature.


De nombreuses études décrivent le comportement du flux comme un processus autorégulé, dans lequel les individus d’un groupe adaptent constamment leur direction et leur vitesse pour finalement réaliser un mouvement « collectif ». Cette perspective n’est cependant pas considérée Structure hiérarchique offert par plusieurs groupes d’animaux Et les avantages potentiels d’avoir un « leader » en tête.

Luis Gómez-Nava, Richard Boone, Fernando Peruani et trois chercheurs de l’Université Côte d’Azur, de l’Université de Toulouse et de l’Université CY Cergy Paris ont récemment utilisé la physique théorique pour examiner le comportement collectif des troupeaux de jeunes moutons. Leurs conclusions, publiées dans physique de la naturea montré qu’en alternant les rôles de meneur et de suiveur, le troupeau parvient finalement à une forme de « intelligence collective. « 

Dans la plupart des systèmes d’animaux sociaux, mouvement collectif Ce n’est pas un processus continu, mais se déroule en boucle : les phases de mouvement collectif, par exemple, se reposer ou se nourrir, sont interrompues », du début à la fin, lors des déplacements. De plus, on suppose souvent que le comportement des flux oblige les individus à négocier en permanence le sens du déplacement ».

Un objectif majeur des travaux récents de Perwani et de ses collègues a été d’étudier le mouvement collectif d’un système animal d’une manière qui considère explicitement l’aspect temporel du processus d’auto-organisation observé, en particulier que les phases du mouvement collectif ont un début et une fin. . . De plus, l’équipe a souhaité adopter une perspective alternative et holistique, qui considère le mouvement des groupes d’animaux comme un ensemble de « phases collectives ».

« De ce point de vue, les questions liées aux mécanismes d’échange d’informations et de prise de décision par consensus prennent une nouvelle dimension », a expliqué Birwani.

Dans leur expérience, Perwani et ses collègues ont étudié de près le comportement spontané de petits groupes de moutons sur des périodes de temps variables. Ils ont analysé les traces des membres individuels du troupeau et calculé la disposition et l’orientation spatiales générales des animaux, tout en évaluant les corrélations entre la vitesse à laquelle les animaux individuels se déplaçaient.

« Nous avons d’abord montré qu’aucun des modèles d’essaims existants, ou leurs extensions, n’est cohérent avec nos observations », a déclaré Perwani. « Ensuite, nous avons analysé la façon dont les informations voyagent à travers le groupe, identifié un réseau d’interaction cohérent avec les données et étudié quelles informations sont transmises via ce réseau. »

Une étude montre que les troupeaux de moutons échangent leur chef et atteignent l'intelligence collective

Crédit : Luis Gomez-Nava, Richard Boone et Fernando Peruani.

Fait intéressant, Perwani et ses collègues ont découvert que le réseau d’interaction représentant le comportement du troupeau qu’ils ont observé était hautement hiérarchique. De plus, expliquent-ils, la seule information diffusée à travers ce réseau est celle du statut du mouton au sein du groupe.

À l’aide de leurs découvertes, les chercheurs ont construit un modèle collectif de mouvement animal qui se concentre sur deux processus cognitifs clés. Ces processus sont la sélection du chef qui dirigera le troupeau pendant une période de temps spécifique et le mécanisme sous-jacent à la mobilité du troupeau.

« Il est important de noter que chaque phase de l’action collective possède un leader temporel », a expliqué Perwani, « Nous avons étudié les propriétés mathématiques du modèle résultant pour déterminer les avantages de la stratégie collective non bloquée. Je pense que la principale contribution est la suivante : les animaux, à travers l’utilisation d’un réseau d’interaction hiérarchique Se déplacer ensemble pendant un certain temps donne le contrôle total du groupe au leader temporel, mais il y a aussi un roulement rapide des leaders temporels.

Essentiellement, les découvertes des chercheurs indiquent qu’en naviguant dans les troupeaux, les moutons alternent entre le rôle de leader et de suiveur. Ainsi, les chefs ne dirigent la meute que pendant un certain temps, avant que le contrôle de la meute ne soit transféré à un autre mouton.

« Si le chef temporel a des connaissances pertinentes pour le groupe (par exemple, la sortie d’un labyrinthe ou l’emplacement d’une source de nourriture), alors le chef temporel sera en mesure de diriger le groupe efficacement », a déclaré Perwani. , tous les membres du groupe bénéficient de cette connaissance, il convient de noter que cela ne fonctionne que si tous les individus suivent le leader temporel sans se poser de questions.

Les résultats compilés par Berwani et ses collègues ont jeté un nouvel éclairage sur la dynamique qui sous-tend le mouvement collectif des troupeaux de jeunes moutons. Pour étudier la généralisabilité de ces résultats, d’autres expériences doivent être réalisées avec des troupeaux plus importants et différents animaux.

« Nous nous sommes demandé : s’il y a un leader temporaire à chaque instant, comment le groupe partage-t-il et traite-t-il les informations que chaque membre du groupe pourrait avoir ? Le groupe peut-il regrouper les informations pour améliorer sa capacité à naviguer avec précision vers un emplacement distant ? Dans Bref, le groupe fait-il preuve d’intelligence collective ? », a déclaré Perwani. « Nous avons démontré qu’en changeant régulièrement de leader temporel, le groupe est capable de faire preuve d’agrégation d’informations et d’intelligence collective. »

Dans l’ensemble, les travaux récents de cette équipe de chercheurs mettent en évidence la possibilité que certaines stratégies animales collectives naturelles puissent bénéficier de schémas organisationnels hiérarchiques et démocratiques. À l’avenir, leurs observations pourraient inspirer de nouvelles études sur la physique et la biologie qui sous-tendent ces comportements animaux collectifs intrigants.

« Nous enquêtons actuellement sur les mouvements de masse en utilisant des groupes d’agents différents », a ajouté Perwani. « Plus précisément, nous comparons le comportement spontané de groupes d’agneaux, de jeunes moutons et de moutons adultes, pour déterminer si les moutons apprennent à suivre les leaders temporels et à agir comme un seul au fil du temps. Nous examinons également comment les groupes se comportent dans des environnements complexes tels que des labyrinthes ou des cours avec des patchs. Différents choix alimentaires peuvent entraîner des conflits d’intérêts au sein des membres du groupe. Plus généralement, nous étudions comment les groupes distribuent et traitent l’information à l’aide de plusieurs outils de mécanique statistique.

Plus d’information:
Luis Gómez-Nava et al, La locomotion collective intermittente chez les moutons résulte de l’alternance des rôles de leader-suiveur, physique de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41567-022-01769-8

© 2022 Réseau Science X

la citation: Physics Study Shows Flocks of Sheep Exchange Leader and Achieve Collective Intelligence (2022, 17 novembre) Extrait le 17 novembre 2022 de https://phys.org/news/2022-11-physics-sheep-flocks-alternate-leader.html

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La NASA capture le premier échantillon d’astéroïde lors de l’atterrissage d’OSIRIS-REx

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La NASA capture le premier échantillon d’astéroïde lors de l’atterrissage d’OSIRIS-REx

La mission de sept ans a donné à la NASA un échantillon de l’astéroïde, ce qui pourrait nous aider à en apprendre davantage sur les astéroïdes potentiellement dangereux et sur l’origine des matières organiques et de l’eau sur Terre.

La NASA a pu collecter le tout premier échantillon d’astéroïde après l’atterrissage réussi de la capsule OSIRIS-REx sur Terre.

La mission OSIRIS-REx a débuté en 2016, lorsque le vaisseau spatial a commencé son voyage pour cartographier et analyser l’astéroïde Bennu. Il s’agit de l’un des nombreux astéroïdes géocroiseurs de grande taille qui ont été classés comme susceptibles d’entrer en collision avec la Terre.

La mission de sept ans s’est terminée hier (24 septembre) lorsque la capsule OSIRIS-REx a atterri aux États-Unis, transportant des roches et de la poussière collectées sur l’astéroïde.

Cette capsule a été déplacée vers une salle blanche temporaire pour être inondée d’un flux continu d’azote. La NASA a déclaré que le flux d’azote empêcherait les contaminants terrestres d’entrer afin de garantir que l’échantillon d’astéroïde reste pur pour l’analyse scientifique.

On espère que cet échantillon en apprendra davantage aux scientifiques sur les astéroïdes potentiellement dangereux. Les échantillons pourraient également en révéler davantage sur la composition de la planète et l’origine des matières organiques, comme l’eau, qui ont donné naissance à la vie sur Terre.

Le professeur Dante Lauretta, chercheur principal de la mission OSIRIS-REx, a décrit ce résultat comme une étape importante pour la science « dans son ensemble » et un témoignage de « ce que nous pouvons réaliser lorsque nous nous unissons pour un objectif commun ».

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« Mais n’oublions pas que même si cela peut sembler la fin d’un chapitre incroyable, ce n’est en réalité que le début d’un autre », a déclaré Loretta. « Nous avons désormais une opportunité sans précédent d’analyser ces échantillons et d’approfondir les secrets de notre système solaire. »

La NASA prévoit d’autres missions liées aux astéroïdes, comme Psyché, qui vise à atteindre un astéroïde en orbite autour du soleil entre Mars et Jupiter. Ce vaisseau spatial devrait être lancé le mois prochain.

Cela fait également un an que la NASA a testé avec succès le test DART (Double Asteroid Redirection Test), capable de modifier l’orbite d’un astéroïde en entrant en collision avec lui à grande vitesse.

« Ces missions prouvent une fois de plus que la NASA fait de grandes choses », a déclaré l’administrateur de la NASA, Bill Nelson. « Les choses qui nous inspirent et nous unissent. Les choses qui ne montrent rien sont hors de notre portée lorsque nous travaillons ensemble.

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Un fossile d’araignée-trappe « géante » a été découvert en Australie, il n’y a qu’à y jeter un œil ! Alerte scientifique

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Un fossile d’araignée-trappe « géante » a été découvert en Australie, il n’y a qu’à y jeter un œil !  Alerte scientifique

Il y a encore des millions d’années, l’Australie était un paradis pour les araignées.

Au cœur de ce continent aride, des scientifiques ont découvert le fossile parfaitement préservé d’une grande et frappante araignée qui errait et chassait dans une forêt tropicale luxuriante.

Ce n’est pas seulement une araignée fossilisée. Il ne s’agit que du quatrième fossile d’araignée jamais découvert en Australie, et du premier au monde, d’une araignée appartenant à la grande famille des Barychelidae, des araignées-trappes à pattes en brosse. La nouvelle espèce, qui vivait au Miocène il y a 11 à 16 millions d’années, a été officiellement nommée Mégamodontium McCloskey.

Deux parties du fossile. Mégamodontium McCloskey Il était conservé entre les rochers comme la garniture d’un sandwich à l’araignée. (Musée australien)

« Seuls quatre fossiles d’araignées ont été découverts sur l’ensemble du continent, ce qui rend difficile pour les scientifiques de comprendre leur histoire évolutive. C’est pourquoi cette découverte est si importante, car elle révèle de nouvelles informations sur l’extinction des araignées et comble une lacune dans l’histoire. Musée de la Nouvelle-Galles du Sud et de l’Australie : « Comprendre le passé ».

« Les plus proches parents vivants de ce fossile vivent maintenant dans les forêts humides de Singapour et même de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Cela suggère que le groupe vivait dans des environnements similaires sur le continent australien, mais a ensuite disparu à mesure que l’Australie devenait plus sèche. »

L’araignée a été découverte parmi une riche collection de fossiles du Miocène, trouvés dans une zone de prairie de la Nouvelle-Galles du Sud connue sous le nom de McGraths Flat.

Cet assemblage est si exceptionnel qu’il a été classé comme Lagerstätte, une couche fossile sédimentaire qui préserve parfois les tissus mous.

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Dans certaines fouilles de l’appartement de McGrath, des structures subcellulaires peuvent être vues.

Reconstruire l’artiste Mégamodontium McCloskey. (Alex Boersma)

Le type de roche trouvée au fond des fossiles rend l’ensemble de la collection encore plus fascinant : il s’agit d’un type de roche riche en fer appelée GoethiteDans lequel on trouve rarement des fossiles exceptionnels. Le processus de préservation était si détaillé que les chercheurs ont pu reconnaître les moindres détails du corps de l’araignée, la plaçant en toute confiance à proximité du genre moderne. monodonte – Mais il est cinq fois plus grand.

Ce n’est pas très énorme, comme monodonte Il est généralement assez petit, mais il s’agit toujours du deuxième plus grand fossile d’araignée jamais découvert dans le monde. Mégamodontium McCloskeyLa longueur de son corps est de 23,31 mm, soit un peu moins d’un pouce. Avec ses jambes écartées, il peut tenir confortablement dans la paume de votre main.

La taille massive de la bête ancienne rend la préservation détaillée de ses caractéristiques physiques encore plus impressionnante.

« La microscopie électronique nous a permis d’étudier les moindres détails des griffes et des poils des pattes, des pattes et du corps principal de l’araignée », explique le virologue Michael Freese de l’Université de Canberra, qui a scanné les fossiles en utilisant la microscopie à empilement.

« Les soies sont des structures ressemblant à des cheveux qui peuvent remplir diverses fonctions. Elles peuvent détecter les produits chimiques et les vibrations, défendre l’araignée contre les attaquants et même émettre des sons. »

Tracer une ligne composée Mégamodontium McCloskey Ils ont été créés à partir des deux parties du fossile. (McCurry et al., par. Ji Lin. SOC, 2023)

Cette découverte pourrait donner des indices sur la façon dont l’Australie a changé au fil du temps, alors que le paysage s’est considérablement asséché. il n’y a pas monodonte ou Mégamodontium Araignées vivant aujourd’hui en Australie, ce qui suggère que la sécheresse pendant et après le Miocène a été responsable de l’anéantissement local de certaines lignées d’araignées.

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Nous pourrions même apprendre pourquoi il y a si peu d’araignées-trappes préservées dans les archives fossiles.

« Non seulement c’est la plus grande araignée fossile jamais trouvée en Australie, mais c’est aussi le premier fossile de la famille des Barychelidae découvert dans le monde », explique l’arachnologue Robert Raven du Queensland Museum.

« Il existe aujourd’hui environ 300 espèces d’araignées-trappes vivantes, mais elles ne semblent pas se transformer en fossiles très souvent. Cela peut être dû au fait qu’elles passent beaucoup de temps dans des terriers et ne sont donc pas dans le bon environnement pour se fossiliser. » « .

La recherche a été publiée dans Journal zoologique de la Société Linnéenne.

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Les premiers échantillons d’astéroïdes de la NASA atterrissent sur Terre après leur lancement depuis le vaisseau spatial Osiris-Rex – The Irish Times

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Les premiers échantillons d’astéroïdes de la NASA atterrissent sur Terre après leur lancement depuis le vaisseau spatial Osiris-Rex – The Irish Times

Les premiers échantillons d’astéroïdes prélevés par la NASA depuis l’espace lointain ont atterri en parachute dans le désert de l’État américain de l’Utah.

Lors d’un survol de la Terre, le vaisseau spatial Osiris-Rex a relâché l’échantillon de la capsule à une distance de 101 390 kilomètres (63 000 miles). La petite capsule a atterri quatre heures plus tard sur une zone reculée de terrain militaire, tandis que le vaisseau mère s’est lancé à la poursuite d’un autre astéroïde.

Les scientifiques estiment que la capsule contient au moins une tasse de décombres d’astéroïdes riches en carbone connus sous le nom de Bennu, mais ils ne le sauront pas avec certitude tant que le conteneur ne sera pas ouvert.

Une partie s’est déversée et a flotté lorsque le vaisseau spatial a été tellement emporté que le couvercle du conteneur s’est coincé lors de l’assemblage il y a trois ans.

Le Japon, le seul autre pays à avoir restitué des échantillons d’astéroïdes, en a collecté environ une cuillère à café lors de deux missions sur des astéroïdes.

Les cailloux et la poussière livrés dimanche représentent la plus grande quantité provenant de l’extérieur de la Lune. Les échantillons, préservés depuis l’aube de notre système solaire il y a 4,5 milliards d’années, aideront les scientifiques à mieux comprendre comment la Terre et la vie se sont formées.

Le vaisseau-mère Osiris-Rex a décollé lors d’une mission d’un milliard de dollars en 2016. Il est arrivé à Bennu deux ans plus tard et, à l’aide d’un long aspirateur, a arraché les débris de la petite roche spatiale ronde en 2020. À son retour, le le vaisseau spatial avait parcouru 4 milliards de kilomètres.

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Les efforts de sauvetage de la NASA dans l’Utah comprenaient des hélicoptères ainsi qu’une salle blanche temporaire installée au champ d’essai et d’entraînement du ministère américain de la Défense dans l’Utah. Les échantillons seront transférés lundi matin vers un nouveau laboratoire du Johnson Space Center de la NASA à Houston. Le bâtiment abrite déjà des roches lunaires collectées par les astronautes d’Apollo il y a plus d’un demi-siècle.

Le scientifique principal de la mission, Dante Lauretta de l’Université d’Arizona, accompagnera les échantillons au Texas. Il a déclaré avant d’atterrir que l’ouverture du conteneur à Houston dans un jour ou deux serait le « véritable moment de vérité », étant donné l’incertitude quant à la quantité contenue à l’intérieur.

Les ingénieurs estiment qu’une canette contient 250 grammes de haricots, plus ou moins 100 grammes. Même au strict minimum, cela dépasserait facilement les exigences minimales de la mission, a déclaré le Dr Loretta.

La conservatrice en chef de la NASA, Nicole Luning, a déclaré qu’il faudrait quelques semaines pour obtenir une mesure précise.

La NASA prévoit d’organiser une présentation publique et un événement d’information en octobre.

Bennu orbite actuellement autour du Soleil à 80,4 millions de kilomètres (50 millions de miles) de la Terre et mesure environ un tiers de mile de diamètre, soit à peu près la taille de l’Empire State Building mais en forme de sommet tournant. On pense qu’il s’agit de la partie brisée d’un astéroïde beaucoup plus gros.

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Au cours d’une enquête de deux ans, Osiris Rex a découvert que Bennu était un gros tas de décombres rempli de roches et de cratères. La surface était si meuble que le bras à vide du vaisseau spatial s’est enfoncé d’un pied ou deux dans l’astéroïde, aspirant plus de matière que prévu et coinçant le revêtement.

Ces observations rapprochées pourraient devenir utiles à la fin du siècle prochain. Bennu devrait s’approcher dangereusement de la Terre en 2182, peut-être suffisamment près pour entrer en collision avec elle. Selon le Dr Loretta, les données collectées par OSIRIS-REx contribueront à tout effort visant à dévier l’astéroïde.

Osiris Rex poursuit déjà l’astéroïde Apophis et l’atteindra en 2029.

Il s’agit du troisième échantillon renvoyé par la NASA lors d’une mission robotique dans l’espace lointain. Le vaisseau spatial Genesis a largué des morceaux de vent solaire en 2004, mais les échantillons ont été endommagés lorsque le parachute s’est rompu et que la capsule a heurté la Terre. Le vaisseau spatial Stardust a transporté avec succès de la poussière de comète en 2006.

Les projets de la NASA visant à renvoyer des échantillons de Mars ont été suspendus après qu’un comité d’examen indépendant ait critiqué le coût et la complexité. Le rover martien Perseverance a passé les deux dernières années à collecter des échantillons de carottes pour un éventuel transport sur Terre. -AP

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